개요

유한 요소 모델은 Thick engineering 빔과 3차원 연속체 요소로 보충한 3~4개의 절점을 가진 thick 쉘 요소로부터 만들어졌다. 두 경간은 강재 박스와 콘크리트 슬라브로 대표되는 쉘을 통해 상세히 모델링 되었다. 빔 요소는 세로보와 수평보, 수직·수평 보강재로부터의 영향을 보여주는 데 사용되었다. 이 모델링의 단면에서는 더 작은 요소를 사용하여 교각과 교대 격벽의 각 컴포넌트 거동이 검토되도록 상세하게 모델링 되었다. 세 번째 경간은 해당 경간의 기하 특성 값을 갖는 보 요소로 모델링에 반영하였다. “도로와 교각에 대한 설계 매뉴얼”의 BD 21/97에 따라 자중, 포장, 패러핏, 차량 하중이 5 차선에 적용되었다.

모델링으로부터 탄성 응력 결과를 얻어내어 시방서의 기준과 비교했을 때 사하중과 차량하중의 조합 하에서도 강재 재료에 항복이나 좌굴이 발생하지 않음을 확인하여야 했다. 한 쌍의 박스 모델은 한 박스에만 적용된 활하중이 두 박스에서 어떻게 분배되는지를 알아보기 위해 사용되었으며 두 모델간 격벽 응력 값의 차이가 거의 없음을 알 수 있었다. 그 다음, 응력 결정을 위해 단일 박스 모델이 사용되었다. 격벽은 3차원 솔리드 연속체 부재의 층 위에 지지되었다. 교각에서는 날개벽 형태의 교각을 쉘 요소로 표현하였고 이 쉘 요소가 교량 상판을 지지하며, 교대에서는 여러 포인트에 지점점을 분산시켜 상판을 지지할 수 있도록 하였다. 이로써 이와 같은 형태의 모델에서 포인트 구속조건 설정으로 인해 야기될 수 있는 터무니없이 높은 응력 발생을 피할 수 있었다.